Основы графического вывода (стр. 5 из 26)

При использовании функций Scale...Ext... система осуществляет коррекцию масштабных коэффициентов с помощью следующих формул:

Xnew.ext = (Xold.ext * xMul) / xDiv

Ynew.ext = (Yold.ext * yMul) / yDix

С помощью рассмотренных функций вы можете сами сконструировать требуемую систему координат, или выбрать какую–либо заранее описанную. Однако в разных системах координат наложены разные ограничения на изменение атрибутов. Совсем свободно манипулировать с этими атрибутами вы можете только в системе MM_ANISOTROPIC. Она позволяет описать координаты с произвольными значениями атрибутов по обеим осям.

Однако такая полная свобода в выборе масштабных коэффициентов часто является излишней. В некоторых случаях вам надо обеспечить равную величину единицы по обеим осям. Такие системы координат удобны тем, что прямоугольник с равными величинами сторон будет представляться квадратом. Конечно, вы можете сами воспользоваться информацией об устройстве и выбрать нужные значения атрибутов.

Но можно сделать и проще — воспользоваться системой координат MM_ISOTROPIC. При установке атрибутов в такой системе координат GDI сам корректирует их значения, что бы обеспечить равную цену единиц. При этом важно устанавливать сначала масштабные коэффициенты логической системы координат (с помощью функции SetWindowExt или SetWindowExtEx) и только затем коэффициенты системы координат устройства (с помощью функции SetViewportExt или SetViewportExtEx).

Во всех остальных системах координат вы можете только лишь изменять положение начала отсчета, а масштабные коэффициенты останутся неизменными.

Практические примеры

Допустим, что вы хотите сделать так, что бы логический размер окна был как минимум 1000x1000 единиц независимо от его физического размера, чтобы масштаб по обеим осям был одинаковым и при этом поместить начало отсчета координат в центр окна. Для этого вы можете воспользоваться примерно такой схемой:

void Cls_OnPaint (HWND hwnd)

{PAINTSTRUCT ps;

RECT rc;

BeginPaint (hwnd, &ps);

// устанавливаем собственную систему координат

GetClientRect (hwnd, &rc); // rc.left и rc.top всегда равны 0

SetMapMode (ps.hdc, MM_ISOTROPIC);

// задаем масштабные коэффициенты

SetWindowExtEx (ps.hdc, 1000, 1000, (LPSIZE)0L);

SetViewportExtEx (ps.hdc, rc.right, -rc.bottom, (LPSIZE)0L);

// перемещаем начало отсчета в центр контекста

SetViewportOrgEx (ps.hdc, rc.right/2, rc.bottom/2, (LPPOINT)0L);

... // осуществляем рисование в выбранной системе координат

EndPaint (hwnd, &ps);}

В качестве другого примера обратим внимание на систему координат MM_TWIPS. В этой системе координат за единицу принята 1/1440 доля дюйма. Если при подготовке какого–либо полиграфического макета вы применяете эту систему координат для вывода на принтер, то может быть целесообразным при выводе на экран воспользоваться аналогичной системой, но базирующейся на логическом дюйме:

void Cls_OnPaint (HWND hwnd)

{PAINTSTRUCT ps;

BeginPaint (hwnd, &ps);

// устанавливаем собственную систему координат

SetMapMode (ps.hdc, MM_ANISOTROPIC);

SetWindowExtEx (ps.hdc, 1440, 1440, (LPSIZE)0L);

SetViewportExtEx (

ps.hdc,

GetDeviceCaps (ps.hdc, LOGPIXELSX),

GetDeviceCaps (ps.hdc, LOGPIXELSY),

(LPSIZE)0L);

... // осуществляем рисование в выбранной системе координат

EndPaint (hwnd, &ps);}

В других случаях может возникнуть необходимость изменить масштабные коэффициенты, отталкиваясь от какой–либо стандартной системы координат. Ну, к примеру, вам надо отобразить на экране чертеж какого–либо объекта, размеры которого заданы в метрической системе координат, но при этом отобразить его в необходимом масштабе. Например, чертеж микродвигателя удобно увеличить раз в 10, а чертеж автомобиля — уменьшить раз в 50. В то же время удобно сохранить прежнюю единую метрическую систему задания размеров. Для этого удобен следующий прием — установить сначала необходимую метрическую систему координат, затем переключиться в анизотропные (или изотропные) координаты и потом скорректировать масштабные коэффициенты.

void Cls_OnPaint (HWND hwnd)

{PAINTSTRUCT ps;

SIZE sz;

RECT rc;

BeginPaint (hwnd, &ps);

GetClientRect (hwnd, &rc);

// устанавливаем собственную систему координат

SetMapMode (ps.hdc, MM_HIMETRIC);

SetMapMode (ps.hdc, MM_ANISOTROPIC);

// рисовать будем автомобиль — масштаб 50:1

ScaleWindowExtEx (ps.hdc, 50,1, 50,1, &sz);

// перемещаем начало отсчета в нижний левый угол листа

SetViewportOrgEx (ps.hdc, 0, rc.bottom, (LPPOINT)0L);

... // осуществляем рисование в выбранной системе координат

EndPaint (hwnd, &ps);}

Этот–же прием может использоваться для «переворота» осей координат. Например, можно установить метрическую систему, но ось Y направить вниз, как в MM_TEXT.

Глобальные системы координат GDI (Win32 API)

Внимание! В данном разделе рассматриваются дополнительные возможности по преобразованию систем координат, поддерживаемые 32х разрядными подсистемами в WindowsNT. Остальные реализации Win32 API и все реализации WindowsAPI не поддерживают этих возможностей.

В Win32 API предусмотрен альтернативный, более медленный, но существенно более мощный механизм для определения собственных систем координат. К сожалению, в документации при описании новых возможностей Win32 API в очередной раз произошла смена терминологии (английской). При рассмотрении глобальных систем координат выделяют четыре понятия:

система координат физического устройства (physical device coordinate space)

система координат устройства (device coordinate space)

логическая система координат (page coordinate space)

глобальная система координат (world coordinate space)

(Русскоязычная терминология приводится с минимальными изменениями по сравнению с предыдущим разделом, англоязычная — в соответствии с документацией).

Система координат физического устройства соответствует координатам и единицам устройства; для того, что бы можно было удобно работать с самыми различными устройством вводится система координат устройства, использующая какие–либо независимые от устройства единицы отсчета — например, дюймы и миллиметры. Логическая система координат соответствует логическим координатам в понимании Windows API и на нее распространяются все рассмотренные в предыдущих разделах преобразования. Следующий уровень абстракции — глобальная система координат — добавляет дополнительный механизм пересчета координат, обеспечивающий возможность поворота, перекоса, отражения и масштабирования координат.

Все эти системы координат 2х мерные, различаются только ориентацией осей, ценой деления и максимальным диапазоном изменения координат. Так координаты физического устройства ограничены, естественно, размерами самого устройства (или окна), координаты устройства могут изменяться в диапазоне 227 единиц как по горизонтали, так и по вертикали, а логические и глобальные координаты —в диапазоне ±231единиц.

По умолчанию используется механизм, перешедший по наследству из Windows API в Win32 API, соответствующий заданию логических координат, которые GDI последовательно преобразует в координаты устройства и затем в физические координаты. Однако вы можете в любой момент перейти на альтернативный способ, при котором вы будете задавать уже не логические, а глобальные координаты. При этом надо описать специальную матрицу, которая задает необходимые преобразования:

x’ = M11 * x + M21 * y + Dx

y’ = M12 * x + M22 * y + Dy

Полученные в результате такого преобразования координаты x’ и y’ рассматриваются как логические и затем подвергаются преобразованию, соответствующему переходу от логической системы координат к координатам устройства (см. функцию SetMapMode).

Проверить, какой режим используется, или установить нужный вы можете с помощью функций

int GetGraphicsMode (hDC);

int SetGraphicsMode (hDC, nIndex);

Для задания индекса режима можно использовать одно из двух символических имен:

GM_COMPATIBLE — режим, используемый по умолчанию, соответствует обычному преобразованию логических координат в координаты устройства, принятому в Windows API.

GM_ADVANCED — расширенный режим Win32 API. В этом режиме вы можете определять или изменять матрицу преобразования глобальных координат. Точнее говоря, вы можете вызывать функции для задания или изменения матрицы преобразования координат. Если такая матрица уже задана и отличается от стандартной, то даже при переходе в GM_COMPATIBLE она будет использоваться по–прежнему. Для отключения преобразований вы должны установить стандартную матрицу преобразований (M11 и M22 равны 1.0, остальные коэффициенты M21, M12, Dx и Dy равны 0.0) с помощью функции SetWorldTransform, либо, воспользовавшись функцией ModifyWorldTransform установить исходную матрицу.

BOOLGetWorldTransform (hDC, lpxformMatrix);

BOOLSetWorldTransform (hDC, lpxformMatrix);

BOOLModifyWorldTransform (hDC, lpxformMatrix, dwMode);

BOOLCombineTransform (lpxformResult, lpxformA, lpxformB);

typedef struct tagXFORM {

FLOAT eM11;

FLOAT eM12;

FLOAT eM21;

FLOAT eM22;

FLOAT eDx;

FLOAT eDy;

} XFORM;

ФункцияGetWorldTransformвозвращаеттекущуюматрицупреобразований, SetWorldTransformпозволяетзадатьновуюматрицу, афункцииModifyWorldTransformиCombineWorldTransfromиспользуютсядляизмененияивычислениякоэффициентовматрицы. Считается, что матрица XFORM используется следующим образом:

В этой форме матрица XFORM сделана квадратной, добавлением третьего столбца с неизменяемыми значениями, равно как и вектора сделаны трехкомпонентными добавлением еще одного компонента, равного 1. Векторная форма записи этой матрицы будет полезна при рассмотрении функции ModifyWorldTransform, которая выполняет умножение текущей матрицы преобразований на заданную вами. Такое умножение может выполняться двумя способами (умножение матриц не коммутативно): если параметр dwMode равен MWT_LEFTMULTIPLY, то задаваемая вами матрица используется как левый операнд умножения, а текущая — как правый; а если dwMode равен MWT_RIGHTMULTIPLY, то задаваемая вами матрица будет располагаться справа от текущей. Еще одно возможное значение параметра dwMode — MWT_IDENTITY — устанавливает стандартную матрицу преобразований, при этом параметр lpxformMatrix не используется.

Последняя функция CombineTransform служит для вычисления новой матрицы преобразований lpxformResult по двум заданным матрицам lpxformA, lpxformB, которые рассматриваются как матрицы, задающие два последовательно выполняемых преобразования. Здесь интересно сделать обзор основных простейших преобразований систем координат и задаваемых для них коэффициентов. Это позволит любое сложное преобразование описать как последовательность примитивных действий и построить требуемую матрицу автоматически.